Чернильное струйное печатающее устройство с пневматическим дефлектором

 

ЧЕРНИЛЬНОЕ СТРУЙНОЕ ПЕЧАТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С ПНЕВМАТИЧЕСКИМ ДЕФЛЕКТОРОМ, содержащее пишущую чернильную головку, пневматический дефлектор, блок управления печатью, подключенный выходами к соответствующим входам пишущей чернильной головки и пневматического дефлектора , отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия , пнев матический дефлектор имеет возбудитель звуковых колебаний, концентратор упругих колебаний с звукопроводами, ось которых перпен- , дикулярна оси выходного сопла пишущей чернильной головки, а блок управдения печатью снабжен информационным регистром, счетчиком синхронизации , узлами логических преобразований , узлом триггеров, узлом запоминания информации, узлом формирования управляющих сигналов, цифроаналоговым преобразователем и узлом усилителей, при этом возбудитель звуковых колебаний сочленен с концентратором упругих колебаний, выходные сопла звукопроводов которого расположены навстречу друг другу с воздушным зазором, выходы первого узла логических преобразований соединены с-управлякяцими входами информационного регистра, выходы которого соединены с соответствзпощими управляю1цими входами узла запоминания информации узла ,усилителей и узла формирования управляющих сигналов,,входы которого подсоединены к первым выходам узла запоминания информации, связанного вторыми выходами через цифроаналоговый преобразователь с первыми входами (Л узла усилителей, вторые входы которого подключены к выходам узла формирования управляющих сигналов, первые вьгходы второго узла логических преобразований соединены с входами счетчика синхронизации, связанного первыми выходами с информа .. ционными входами узла запоминания, информации, а вторыми выходами с входами узла триггеров, выходы которого соединены с вторым выходом второго узла логических преобразований .и дополнительно суправляющими входами узла запоминания информации, узла формирования управляющих сигналов и узла усилителей, выходы ко .торого подключены к соответствующим электрическим выводам возбудителя звуковых колебаний и концентратора упругих колебаний.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (! !) 4(5!) G 01 D

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 « e g,., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОЖНОМЪ СЩ ДЕТЕЛЬСТВУ В1Щ; . а/ (21) 3666560/18-12 (22) 22 11. 83 (46) 30,03. 85. Бюл. У 12 (72) В.В. Базилевич, Г.А. Гурвич, В.С. Ленчук и П.Г. Шишкин (71) Ордена. Ленина институт кибернетики им. В.N. Глушкова (53) 681. 35 (088. 8) (56) 1. Патент США Р 4190844, кл. G 01 D 15/18, 1980. (54) (57) ЧЕРНИЛЬНОЕ СТРУЙНОЕ ПЕЧАТАКЩЕЕ УСТРОЙСТВО С ПНЕВМАТИЧЕСКИМ

ДЕФЛЕКТОРОМ, содержащее пишущую чернильную головку, пневматический дефлектор, блок управления печатью, подключенный выходами к соответствующим входам пишущей чернильной головки и пневматического дефлектора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, пневматический дефлектор имеет

) возбудитель звуковых колебаний, концентратор упругих колебаний с эвукопроводами, ось которых перпендикулярна оси выходного сопла пишущей чернильной головки, а блок управления печатью снабжен информационным регистром, счетчиком синхронизации, узлами логических преоб разований, узлом триггеров, узлом запоминания информации, узлом формирования управляющих сигналов, цифроаналоговым преобразователем и узлом усилителей, при этом возбудитель звуковых колебаний сочленен с концентратором упругих колебаний,. выходные сопла звукопроводов которого расположены навстречу друг другу с воздушным зазором, выходы первого узла логических преобразований соединены с- управляющими входами информационного регистра, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами узла запоминания информации, узла,усилителей и узла формирования управляю-. щих сигналов,,входы которого подсое. динены к первым выходам узла запоминания информации, связанного вторыми выходами через цифроаналоговый преобразователь с первыми входами узла усилителей, вторые входы которого подключены к выходам узла формирования управляющих сигналов, первые выходы второго узла логических преобразований соединены с входами счетчика синхронизации, связанного первыми выходами с информационными входами узла запоминания, информации, а вторыми выходами— с входами узла триггеров, выходы которого соединены с вторым выходом второго узла логических преобразований и дополнительно с управляющими входами узла запоминания информации, узла формирования управляющих сигналов и узла усилителей, выходы которого подключены к соответствующим электрическим выводам возбудителя звуковых колебаний и концентратора

Упругих колебаний.

47928

55

4 11

Изобретение относится к чернильным струйным записывающим устройствам и может быть использовано для регистрации инфбрмации.

Известно чернильное струйное печатающее устройство с пневматичес" ким дефлектором, содержащее пишущую чернильную головку, пневматический дефлектор, блок управления печатью, подключенный выходами к соответствующим входам пишущей чернильной головки и пневматического дефлектора (1) .

Недостатком известного устройства является невысокое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в чернильном струйном печатающем устройстве с пневматическим дефпектором, содержащем пишущую чернильную головку, пневматический дефлектор. блок управления печатью, подключенный выходами к соответствующим входам пишущей чернильной головки и пневматического дефлектора, пневматический дефлектор имеет возбудитель звуковых колебаний, концентратор упругих колебаний с звукопроводами, ось которых перпендикулярна оси выходного сопла пишущей чернильной головки, а блок управления печатью снабжен информационным регистром, счетчиком синхронизации, узлами логических преобразований, узлом триггеров, узлом запоминания информации,, узлом формирования управляющих сигналов. цифроаналоговым преобразователем и узлом усилителей, при этом возбудитель звуковых колебаний сочленен с концентратором упругих колебаний, выходные сопла звукопроводов которого расположены навстречу друг другу с воздушным зазором, выходы первого узла логических преобразований соединены с управляющими входами информационного регистра, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами узла запоминания информации, узла усилителей и узла формирования управляющих сигналов, вхопы которого подсоединены к первым выходам узла запоминания информации, связанного вторыми выходами через цифро-аналоговый преобразователь с первыми

50 входами узла усилителей, вторые входы которого подключены к выходам узла формирования управляющих сигналов, первые выходы второго узла логических преобразований соединены с входами счетчика синхронизации, связанного первыми выходами с информационными входами узла запоминания информации, а вторыми выходами— с входами узла триггеров, выходы которого соединены с вторым выходом второго узла логических преобразований и дополнительно с управляющими входами узла запоминания информации, узла формирования управляющих сигналов и узла усилителей, выходы которого подключены к соответствующим электрическим выводам возбудителя звуковых колебаний и концентратора упругих колебаний.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — электрическая схема блока управления печатью, на фиг. 3 — таблица программирования управляющей памяти, на фиг. 4— диаграмма работы блока управления печатвЬ.

Устройство имеет (фиг. 1) пьезокерамический элемент 1, концентратор 2 упругих колебаний, инжектирующую камеру 3 с капилляром 4, пластину 5 с отверстием 6, образующую со средней стенкой инжектирующей камеры открытую капиллярную щель 7, выходной патрубок 8, резервуар 9 с чернилами.

Пневматический дефлектор содержит возбудитель звуковых колебаний 10, жестко соединенные с концентраторами 11 прямой и инверсной волны, звукопроводы 12, сопла которых расположены навстречу друг другу с воздушным зазором, блок управления 13 печатью.

Схема блока 13 управления печатью показана на фиг. 2. Блок содержит информационный регистр 14, элемент ИЛИ 15, инвертор 16, коммутатор 17, формирователи 18 и 19 управляющих сигналов, усилитель 20 записи, цифроаналоговый преобразователь 21, усилители 22 и 23 сигналов, триггер 24, элемент ИЛИ 25 элемент

26 запоминания информации, триггер

27, элемент неравнозначности 28, элемент 29 управляющей памяти,,триггеры 30 и 31, элементы И 32, 33, 34 и 35 и счетчик 36 синхронизации.

Первый узел логических преобразований имеет элемент неравнозначности 28 и элементы И 32, 34.

Второй узел логических преобразований содержит элемент ИЛИ 15, элементы И 33 и 35.

Узел триггеров включает в себя триггеры 24, 27 и элемент ИЛИ 25. . Узел формирования управляющих сигналов имеет триггеры 30, 31, инвертор 16, коммутатор 17, формирователи 18, 19 управляющих сигналов.

Узел усилителей содержит усилитель 20 записи и усилители 22,;

- r

23 сигналов.

Узел запоминания информации имеет элемент 26 запоминания информации и элементы 29 управляющей памяти.

При этом возбудитель звуковых колебаний сочленен с концентратором

2 упругих колебаний, выходные сопла звукопроводов которого расположенынавстречу друг другу с воздушным зазором, выходы первого узла логических преобразований соединены с управляющими входами узла запоминания информации, узла усилителей и узла формирования управляющих сигналов, входы которого подсоединены к первым выходам узла запоминания информации, связанного вторыми выходами через цифроаналоговый преобразователь 21 с йервыми входами узла усилителей,.-вторые входы которого подключены к выходам узла формирования управляющих сигналов, первые выходы второго узла логических преобразований соединены с входами счетчика 36 синхронизации, связанного первыми выходами с информационными входами узла запоминания информации, а вторым выходами— с входами узла триггеров. выходы которого соединены со вторым вы-ходом второго узла логических преобразований и дополнительно с управляющими входами узла запоминания информации, узла формирования управляющих сигналов и узла усилителей, выходы которого подключены к соответствующим электрическим выводам возбудителя 10 звуковых колебаний и концентратора 2 упругих колебаний.

На фпг. 4 приняты следующие обозначения: импульсы 37 внешней,синх4

1147928 4

1 ронизации СИ, импульсы 38 синхронизации записи, импульсы 39 "Готов", .импульс 40 записи кода столбца и сигнал 41 разрешения печати.

В статике в воздушном зазоре дефлектора отсутствуют колебания воздушного столба, они возникают

М I только лишь после подачи импульсов внешней синхронизации, по которым

10 начинает работать счетчик 36, триг-., геры 24 и 27 и вырабатывается необходимая последовательность сигналов. I

Работа чернильного струйного печатающего устройства с пневматическим дефлектором основана на QTK лонении пролетающих капель чернил через воздушный зазор, в котором давление воздуха изменяется по синусоидальному закону.

При пролете капли .чернил через воздушный зазор дефлектора в зависимости от синхронизации момента, выброса капли с соответствующей фад зой колебаний воздушного столба в зазоре происходит максимальное отклонение капли чернил вверх от горизонтальной траектории полета в сщг= чае попадания капли чернил в максимум давления столба воздуха в .зазоре, направленном вверх, максимальное отклонение капли чернил вниз от горизонтальной траектории полета в случае попадания капли чернил в максимум давления столба воздуха

35 в зазоре, направленном вниз, сохранение горизонтальной траектории полета капли чернил в с чае ее попадания в минимум давления столба

4 воздуха в зазоре (при смене знака .давления воздушного столба}, любое отклонение вверх или вниз от горизонтальной траектории полета в случае пролета капли чернил в другие

45 промЧ*уточные фазы давления воздуного столба.

Если печать точек в столбце не производится, то импульсы записи на пишущую головку не подаются.

50 Смещение точки записи относительно начального положения при применении акустического дефлектора связано с колебаниями мембраны возбудителя следующим соотношением

ut = are sin +С Я, где e t — фаза колебаний мембраны возбудителя, 1147928

Н вЂ” мгновенное значение смещения точки записи от начального положения, С вЂ” постоянная акустического дефлектора, определяемая конструкцией дефлектора и головки записи.

Г1 1 4+23 с.= А = к- — м

1AV R Ч где К = 058 10

L — ширина управляющего воздушного потока;

R — радиус капли, — расстояние от головки записи до носителя (бумаги), Ъ; — скорость капли, V — амплитудное значение скорос

В ти управляющего воздушного потока.

Функциональная схема устройства, реализующая требуемый закон синхронизации, приведена на фиг. 2. Для получения сигналов управления возбудителем звуковых колебаний и сигналов синхронизации импульсов записи используется принцип деления импульсов внешней синхронизации повышенной частоты. Частота импульсов, внешней синхронизации может быть определена с одной стороны точностью определения фазы колебаний, а с другой стороны — быстродействием головки.

Для обеспечения требуемой точности выделения фазы синхронизации записи и постоянного смещения отрезка 0 — 7 /2 разбивается на 256 тактов, что соответствует минимальному фазовому расстоянию между двумя сиг калами синхронизации в 20 тактов.

Таким образом, при использовании головки с быстродействием 10 кГц частота импульсов внешней синхронизации должна составлять 200 кГц.

Импульсы внешней синхронизации

СИ поступают по цепи на входы.элементов И 34 и 32, выходы которых подклеены на счетные входы восьмиразрядного двоичного счетчика 36 синхронизации. На другие входы элементов И 34 и 32 подключены выходы триггера 24 управления счетом, который работает в режиме счета по сигналам переноса из счетчика 36, поступающих на его синхронизирующий вход через элемент ИЛИ 25. Таким образом, счетчик 36 по сигналам

f5

35 внешней синхронизации работает в режиме счета "+1" до накопления кода

"255", после чего в результате переключения триггера 24, переводится в режим счета на "-1". При достижении кода "0 с появлением сигнала на его выходе в результате переключения триггера 24, счетчик

36 вновь переходит в режим счета на "+1".

Выходы счетчика 36 подключены на соответствующие адресные входы элемента 26 запоминания информации, на инвертирующий вход разрешения выборки которой подключена цепь внешней синхронизации. С выходов элемента 6 снимаются следующие сигналы: импульс 37 внешней синхронизации записи, импульсы 38 и 39 установки и снятия сигнала Готов (фиг. 4).

Таблица программирования управляющей памяти элемента 6 приведена на, фиг. 3.

Для Формирования сигнала управления возбудителем звуковых колебаний синусоидальной формы используются состояния триггеров управления направлением счета 24, управления направлением развертки столбца 27, элемент 28 НЕРАВНОЗНАЧНОСТИ, значение сигнала на выходе которого определяет полярность сигнала управления возбудителем и элементом управляющей памяти 29, содержащие коды значений У, определяемые соотношением:

У =з п цс, где У вЂ” код на выходах элементов 26 и 29, ut — фаза колебаний в промежутке Π— й/2.

Выходы элементов 29 управляющей памяти подключены на вход микросхемы цифроаналогового преобразователя 21, что обеспечивает на выходе усилителя 22 формирование однополярного синусоидального сигнала.

Усилитель 23 преобразует его в двухполярный сигнал управления возбудителем звуковых колебаний в соответствии с сигналами управления полярностью, поступающего с выхода элемента 28. Таким образом, с подачей импульсов внешней синхронизации обеспечивается возбуждение звуковых колебаний с требуемой для работы дефлектора частотой и фазой.

Временная диаграмма работы блока приведена «ra фиг. 4, где представлены импульсы внешней синхронизации СИ 32, импульсы.синхронизации записи 38 состояния триггера

30 и 39 "Готов", а также внешние сигналы управления блоком — импульс записи кода столбца 40 и сигнал разрешения печати 41.

Для наглядности представления временной диаграммы такты, соответствующие неизменным состояниям выходных сигналов управляющей памяти, опущены, а представленные на диаграмме такты отмечены соответствующими состояниями счетчика 36.

После выдачи последнего импульса записи столбца (такт 196) в такте 198 на выходе элемента 6 формируется отрицательный импульс, в результате чего триггер готовности

30 и триггер разрешения запуска импульса печати 31 устанавливаются в "0". При этом на выходах элементов 32 и -33 устанавливаются "1", что приводит 15-разрядный сдвиговый регистр кода столбца 14 в режим параллельного занесения. При наличии сигнала готовности с внешнего "генератора символов" на входные шины регистра 14 выдается код очередного столбца символов и сигнал ЗАП. который через элемент

ИЛИ 15 поступает на вход синхронизации регистра 14. После записи кода столбца в регистр 14 и перемещения головки в следующее положение для печати очередного столбца должен быть выдан сигнал разрешения печати РП, который поступает на вход триггера 31. При накоплении в счетчике кода "244" осуществляется переключение триггера 27, управляю— щего направлением развертки столбца, и триггера 24 управления режи" мом счета счетчика 36, что переводит последний в режим вычитания.

При этом в такте 197 выдается отрицательный импульс на выходе элемента 6, что приводит к установке в

"1" триггера 30. При этом на выходах элементов И 32 и 33 устанавливаются значения, определенные сос1147928

15

25

35

50 тоянием триггера 27, что обеспечивает установку регистра 14 в режим последовательного сдвига в соответствующем направлении. В следующем такте 196 выдается импульс синхронизации записи первой точки столбца, который через инвертор 16 поступает на вход коммутатора 17, на другие входы которого подключены соответствующие выходы триггера управления направлением развертки столбца и выходы соответственно первого и пятнадцатого разрядов регистра 14. Таким образом, на выходе коммутатора 17 формируется импульс запуска формирователей 18 и 19 в зависимости от направления развертки столбца и состояния соответствующего разряда регистра 14. По заднему фронту импульса записи через инвертор 15 осуществляется сдвиг кода в регистре 14.

При накоплении в счетчике кода

"195" счетчик вновь переводится в режим счета íà " "1" и выдача синхроимпульсов записи повторяется в обратной последовательности по тактам, однако при прежнем режиме работы регистра 14. При накоплении в счетчике кода "196" описанный цикл повторяется.

Предлагаемая конструкция устройства обеспечивает значительное упрощение устройства за .счет сокращения количества входящих в него узлов и деталей, значительное повышение быстродействия устройства, так как работа происходит на максимальной частоте работы пишущей головки, повышение надежности устрой;ства в связи с тем, что применена импульсная пишущая чернильная головка, которая обеспечивает эмиссию капель чернил в необходимые моменты времени и отсутствует.пневматическая сепарация капель чернил, повышение качества записи эа счет отсутствия влияния дефлектора на капли чернил, соседние с отклоняемой в данный момент.

Использования изобретения повыша- . ет быстродействие нанесения информации.

1147928

1147928 .

ВННИПИ Заказ 1564/34 Тирам 703 Подиисиое

Фииаал ППП "йатевт", г. Ужгород, ул.Проектная,4 !